设计模式-单例模式

最新推荐文章于 2025-05-07 16:27:52 发布

chenduwei

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文章标签：单例模式设计模式 java

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/chenduwei/article/details/139581782

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定义

单例模式是一种常用的软件设计模式，其目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

实现

实现单例模式的关键是确保：

私有构造函数：防止外部通过new关键字创建类的实例。
私有静态变量：存储类的唯一实例。
公共静态方法：提供全局访问点，并在需要时创建类的实例。

类型

懒汉式：延迟创建实例，直到第一次被引用时才初始化。
饿汉式：在类加载时就创建实例，不会延迟实例的创建。
枚举：使用枚举类型的特性可以确保只有一个实例（最推荐的实现方式）

优点

资源利用率高：避免频繁创建和销毁对象，节省系统资源。
全局访问点：提供了一个全局访问点，方便外部访问。

缺点

懒汉式线程安全问题：如果不加锁，可能在多线程环境下产生多个实例。
饿汉式资源浪费：如果实例在整个生命周期内都未使用，会造成资源浪费。

场景

需要频繁进行创建和销毁的对象。
创建对象时耗时过多或耗资源过多，但又经常用到的对象。
工具类对象。
频繁访问数据库或文件的对象。

实现实例

懒汉式和饿汉式

// 懒汉式单例
public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

// 饿汉式单例
public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

枚举类型实现

public enum EnumSingleton {

    INSTANCE;


    public void doSomething() {

    }

}

注意事项

线程安全：特别是在懒汉式实现中，确保线程安全是非常重要的。可以通过同步机制来解决，但这可能会引入性能开销。
反射防御：要防止通过反射机制破坏单例模式的唯一性。可以通过在构造函数中添加逻辑来阻止第二次实例化来实现。

序列化问题：如果单例类实现了Serializable接口，那么它可能会通过序列化和反序列化过程创建新的实例。为了避免这种情况，需要实现readResolve方法。

// 防止反射破坏单例
public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("Instance already exists!");
        }
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    // 防止序列化破坏单例
    protected Object readResolve() {
        return instance;
    }
}